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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/15785| Título: | Fitopatógenos de cana-de-açúcar: caracterização do potencial de produção de enzimas lignocelulolíticas |
| Autor(es): | Candeo, Esteffany de Souza |
| Orientador(es): | Schaker, Patricia Dayane Carvalho |
| Palavras-chave: | Cana-de-açúcar Enzimas Biomassa Sugarcane Enzymes Biomass |
| Data do documento: | 27-Jun-2019 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Toledo |
| Citação: | CANDEO, Esteffany de Souza. Fitopatógenos de cana-de-açúcar: caracterização do potencial de produção de enzimas lignocelulolíticas. 2019. 95 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Toledo, 2019. |
| Resumo: | A produção de etanol de segunda geração a partir de biomassas lignocelulósicas depende de etapas de pré-tratamento físicas, químicas e enzimáticas, nas quais são liberados açúcares simples dos constituintes da celulose e da hemicelulose. No entanto, esses processos necessitam de otimização a fim de se evitar a produção de moléculas inibidoras da fermentação e aumentar a concentração de açúcares fermentescíveis, sendo que uma forma de se atingir tal objetivo é pela diversificação do pool enzimático lignocelulolítico existente. Desse modo, o presente estudo objetivou analisar o potencial dos patógenos da cana-de-açúcar Sporisorium scitamineum, Colletotrichum falcatum e Thielaviopsis paradoxa na produção de enzimas lignocelulolíticas. Inicialmente, ensaios qualitativos indicaram a produção de celulases e fenoloxidases in vitro por C. falcatum e T. paradoxa, sendo então submetidas à fermentação em estado sólido utilizando bagaço de cana-de-açúcar como substrato. Utilizou-se um planejamento fatorial completo, a fim de determinar a influência da adição de extrato de levedura (0-5%), umidade (85-95%) e tempo de cultivo (4-12 dias) sobre a atividade enzimática de endoglucanase, celulases totais, lacase e lignina peroxidase. Para T. paradoxa, verificou-se que a condição operacional de 95% de umidade, extrato de levedura a 5% e 4 dias de cultivo, maximizaram a produção de endoglucanase e celulases totais, sendo (U mL-1) 0,690 e 0,307 as máximas atividades alcançadas, respectivamente. Já para C. falcatum, 90% de umidade e extrato de levedura a 5%, sem influência do tempo de cultivo, geraram melhores atividades de endoglucanase e celulases totais, sendo as máximas obtidas de (U mL-1) 2,754 e 0,183, respectivamente. Atividade de lacase foi verificada apenas no extrato de C. falcatum (95% umidade, 5% extrato de levedura, 12 dias), atingindo 473,85 UI L-1. Não se verificou atividade de lignina peroxidase em nenhum extrato analisado. Adicionalmente, uma análise in silico do conjunto de proteínas codificadas pelos três patógenos foram comparados ao de Trichoderma reesei, a fim de se identificar as proteínas com domínio CAZy. Os dados mostram que C. falcatum apresenta o maior número de proteínas ativas em carboidratos e pode suplementar os extratos enzimáticos de T. reesei com atividades relacionadas à quebra de pectina e lignina, principalmente. |
| Abstract: | The production of second generation ethanol from lignocellulosic biomasses depends on physical, chemical and enzymatic pretreatment steps, in which simple sugars are released from the constituents of cellulose and hemicellulose. However, these processes require optimization in order to avoid the production of inhibitory molecules of fermentation and increase the concentration of fermentable sugars, an alternative to achieve this objective is by diversifying the existing lignocellulolytic enzyme pool. Thus, the present study aimed to analyze the potential of sugarcane pathogens Sporisorium scitamineum, Colletotrichum falcatum and Thielaviopsis paradoxa in the production of lignocellulolytic enzymes. Initially, qualitative assays indicated the production of cellulases and phenoloxidases in vitro by C. falcatum and T. paradoxa, and were further submitted to solid-state fermentation using sugarcane bagasse as a substrate. A complete factorial design was used to determine the influence of the addition of yeast extract (0-5%), moisture (85-95%) and culture time (4-12 days) on the enzymatic activity of endoglucanase, total cellulase, laccase and lignin peroxidase. For T. paradoxa, the operational condition of 95% moisture, 5% yeast extract and 4 days of cultivation, maximized the production of endoglucanase and total cellulase, being (U mL-1) 0.690 and 0.307 the maximum activities achieved, respectively. For C. falcatum, 90% moisture and 5% yeast extract, without influence of the culture time, generated better endoglucanase and total cellulase activity, with the maximum yields obtained (U mL-1) being 2,754 and 0,183, respectively. Laccase activity was verified only in the extract of C. falcatum (95% moisture, 5% yeast extract, 12 days), reaching 473.85 IU L-1. Lignin peroxidase activity was not observed in any analyzed extract. In addition, an in silico analysis of the set of proteins encoded by the three pathogens was compared to that of Trichoderma reesei, in order to identify the CAZy domain proteins. The data show that C. falcatum has the highest number of proteins active in carbohydrates and can supplement the enzymatic extracts of T. reesei with activities related to the pectin and lignin break, mainly. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/15785 |
| Aparece nas coleções: | TD - Engenharia de Bioprocessos e Biotecnologia |
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